Elektromos (EV), belsőégésű motorral szerelt (ICEV), kémiai energiát elektromos energiává alakító cella (Fuel cell) és folyékony gázzal hajtott belsőégésű motoros járművek (LPGV)

ÖSSZEHASONLÍTÁSA KÖRNYEZET TERHELÉS szerint

 

Iván T. Urbán (2025. április)

 

Manapság állandó téma a környezetvédelem és a csodatévő akkumulatoros járművek, amik meg fogják menteni a Föld bolygót. Szerintem nem így van, kifejtem miért.

Először is tegyünk tisztába fogalmakat. A továbbiakban a következő rövidítéseket fogom használni:

EV = elektromos jármű

ICEV = belsőégésű motorral szerelt jármű

Fuel cell = kémiai energiát elektromos energiává alakító cella

LPGV = folyékony gázzal hajtott belsőégésű motoros jármű

 

Néhány alapvető definíció:

Energiasűrűség = mennyi energiát képes tárolni az adott anyag, mértékegysége: Wh/kg

1 kWh = 1000 Wh

1 kWh energiamennyiseg kb 3-7 km megtételére elegendő

Az elektromos motorok hatásfokát vegyük az egyszerűség kedvéért 100%-nak.

 

Ekkor az ICEV hatásfoka= 25%.

A kisérleti akkumulatorok energiasűrűsége= 750Wh/kg

A gyakorlatban használatos akkumulatorok energiasűrűsége= 250-350Wh/kg

A benzin energiasűrűsége= 11.000Wh/kg

A hydrogen energiasűrűsége= 39.000Wh/kg

 

CO2 (széndioxid) nehezebb a levegőnél, üvegházhatást okozó gáz, önmagától nem bomlik le, de a növényi élet alapja! Normál mennyisége a levegőben 400ppm (0.04%) 2000 ppm-et az egészséges szervezet még nem erzekeli, efelett légszomjat okoz.

A biztonsági határ 10.000 ppm, 8 órás munkavégzésre, de beiktatott pihenőkkel. Maradandó károsodást nem okoz. 40.000 ppm a veszélyhatár, amitől gyors eszméletvesztés és fulladás következik be!

 

Metan: üvegházhatást okozó gáz, könnyebb a levegőnél. A vízpárával és ózonnal reakcióba lepve 5-10 év alatt lebomlik CO2 -re és vízre.

Az akkumulator technológia rengeteget fejlődött az elmúlt 30 évben, az első komolyabb mobileszközök megjelenése óta. De még közel sincs ahhoz amire szükségünk lenne, hogy teljesen kivalthassuk az ICEV-t vele. 8-16 kg akkumulátor kell akkora távolság megtételéhez, amekkorát 1 kg benzinnel megteszünk. Vizen és levegőben nem megoldható ennyi extra súly.

Egy Boeing 747 felszállósúlya 200 tonna, amiből 80 tonna üzemanyag. Ugyanezt a jelenlegi legjobb akkuval megoldani 600 tonnás súlyt jelentene.

Egy konténerhajó 11.000 tonna üzemanyagot visz magával, (kb. ennyi az Eiffel torony sulya). A hajó súlya 220.000 tonna, ami akkuval 300.000 tonnára növekedne.

 

Közúton működik, határok között, de vajon érdemes?

 

Az üvegházhatást okozó gázok kibocsájtói: a mezőgazdaság, az építőipar, az energiaipar és a közlekedés. Ezek összesen kb. 90%-ért felelősek!

A mezőgazdaság elsősorban metán kibocsájtással szennyez, ami a legújabb kutatások szerint akár 80-szor károsabb mint a CO2. Ezt 25-30% körülre becsülik.

Az építőipar 20-22%, az energiaipar 30%+, a közlekedés 17%, ebből a közúti közlekedés 9-10%, amiből Európa 1%, köszönhetően a már 30 éve folyamatosan szigorított kibocsájtási normáknak.

 

A járművek károsanyag kibocsájtása két összetevőből áll, a gyártás és a használat.

Az akkumulátor gyártás kiemelten környezetszennyező! Egy akkus EV legyártása 50-60%-al több károsanyagot termel, mint egy ICEV. Élettartamra vetítve, egy akkus EV kb. fele annyi környezeti terhelés mint egy ICEV. Feltéve, hogy a töltéshez használt energia nagyobb mértékben megújuló forrásból származik. Például Indiában, ahol az áramot nagyobb részben széntüzelésű erőművekből nyerik, ott egy EV annyi károsanyagot bocsájt ki, mint egy 12 l/100km fogyasztású diesel.

A váltáshoz pár évtized alatt milliárdnyi járművet kell legyártanunk, új gyárakat, erőműveket épiteni és teljes töltőhálózatot létrehozni.

 

Itt erkeztunk el a dilemmamhoz.

 

Vajon megéri-e megemelni 20-30%-al az építőipar és az energiaipar termelését (és ezzel a károsanyag kibocsájtását!) 15-20 évre azért, hogy 20 év múlva elkezdjen csökkenni a közlekedésből származó környezeti kár? Hiszen mennyi haszonról beszélünk?

0.5% Europában, és maximum 4.5% világszerte.  … Szerintem nem.

Az viszont biztos, hogy valamit tenni kell a környezetvédelemért, mert jó ha pár évtizedünk van a katasztrófáig!

 

Mint fent említettem, az akkus EV károkozása elsőroban a gyártásból és az infrastruktúra kiépítéséből keletkezik, nem a használatból. Mi lenne ha nem kellene újakat gyártani?

Jó hírem van, … nem kell!

Az olajválság idején népszerű volt az autók gázra történő átalakítása. Igaz, a cseppfolyós földgáz továbbra is szennyez, de a hydrogen az nem. Márpedig az LPG-ra átalkított járművek működnek hydrogennel is!

A hydrogen előállítható elektrolízissel, ami megújuló energiából környezetbarát. A meglevő motorok viszonylag kis költséggel átalakíthatóak. A meglevő infrastuktúra szintén alkalmassá tehető, hiszen a hydrogen szállítható tartályban mint a benzin. Nem kell felásni a fél világot a kábelezéshez.

 

Természetesen vannak a technológiának korlátai, mert a hydrogent gáz formájában nem lehet bezárni. A molekulái annyira kicsik, hogy átszivárognak a tartály kristályszerkezetén és komoly veszteségek keletkeznek. Megoldás lehet a folyadék forma, de ahhoz meg -253 Celsiusfokon kell tartani. Megágyazna viszont a kövekező generaciós járműveknek a hydrogen fuel cell elektromos hajtásnak. Ami valóban lehet nulla környezeti lábnyomú, mind az erőműben mind a használatban.

Ráadasul a fuel cell működik minden járműben, legyen az repülőgép, hajó, nehézgép vagy autó. A jelenleg a picon kapható fuel cell autó a Toyota Mirai 6kg hydrogennel 800 km-t tud megtenni. Ugyanez dieselből kb. 50 liter, akkumulatorból pedig 6-800 kg.

Néhány cég a teljesség igénye nélkül, akik gőzerével fejlesztik a hydrogen technológiát és akikre alapozom a véleményemet:

Kawasaki Heavy Industries, Toyota, Honda, BMW, Mercedes, Yanmar, JCB, Airbus.